bài tập lớn thiết kế đồ gá

Lời nói đầuMôn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chơng trình đào tạo kỹ s và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các thiết bị phục vụ các ngành côn

Lời nói đầu

Môn học công nghệ chế tạo máy đóng vai trò quan trọng trong chơng

trình đào tạo kỹ s và cán bộ kỹ thuật về thiết kế và chế tạo các loại máy, các

thiết bị phục vụ các ngành công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải

Đồ án môn học công nghệ chế tạo máy kỳ 9 là một trong các đồ án có

tầm quan trọng nhất đối với một sinh viên khoa cơ khí đặc biệt đối với sinh

viên ngành CTM

Thiết kế đồ gá máy là bớc đầu chuẩn bị cho việc thực hiện đồ án môn

học công nghệ chế tạo máy

Đợc sự giúp đỡ và hớng dẫn tận tình của các thầy Pts Trần Xuân

Việt- giảng dạy môn Tính và thiết kế đồ gá và Pgs-Pts Lê Văn Tiến - giảng“Tính và thiết kế đồ gá” và Pgs-Pts Lê Văn Tiến - giảng ” và Pgs-Pts Lê Văn Tiến - giảng

dạy môn Công nghệ chế tạo máy , đến nay em đã hoàn thành bài tập lớn đồ” và Pgs-Pts Lê Văn Tiến - giảng ” và Pgs-Pts Lê Văn Tiến - giảng

gá của mình Tuy nhiên việc thiết kế không tránh khỏi sai sót em rất mong

đ-ợc sự chỉ bảo của các thầy và sự chỉ bảo của các bạn

Em xin chân thành cảm ơn.

Hà Nội ngày 18 tháng 3 năm 2002 Sinh viên

Nguyễn Hữu Thắng

Phần thuyết minh

1 Phân tích chức năng làm việc của chi tiết:

Càng gạt là một dạng chi tiết trong họ chi tiết dạng càng, chúng là một loại chi tiết

có một hoặc một số lỗ cơ bản mà tâm của chúng song song với nhau hoặc tạo với nhau một góc nào đó

Chi tiết dạng càng thờng có chức năng biến chuyển động thẳng của chi tiết này ( thờng là piston của động cơ) thành chuyển động quay của chi tiết khác (nh là

trục khuỷu) hoặc ngợc lại Ngoài ra chi tiết dạng càng còn dùng để đẩy bánh răng ( khi cần thay đổi tỉ số truyền trong các hộp tốc độ)

Điều kiện làm việc của càng gạt đòi hỏi khá cao:

+ Luôn chịu ứng suất thay đổi theo chu kỳ

+ Luôn chịu lực tuần hoàn, va đập

2 Phân tích tính công nghệ trong kết cấu của chi tiết:

Bề mặt làm việc chủ yếu của càng gạt là các bề mặt trong của các lỗ Cụ thể

ta cần đảm bảo các điều kiện kỹ thuật sau đây:

- Độ không song song giữa đờng tâm của các lỗ

- Độ vuông góc giữa các lỗ và các mặt đầu

- khoảng cách giữa các đờng tâm lỗ phai đảm bảo độ chính xác cấp 8 tới cấp 9

- Chi tiết dạng càng là chi tiết có dạng thanh dẹt, dài,yếu do vậy phải đảm bảo kết cấu của càng phải đủ cững vững

Qua các điều kiện kỹ thuật trên ta có thể đa ra một số nét công nghệ điển hình gia công chi tiết tay biên nh sau:

+ Kết cấu của càng phải đợc đảm bảo khả năng cứng vững

+ Với Càng gạt, kích thớc không lớn lắm phôI nên chọn là phôI dập và vì để

đảm bảo các điều kiện làm việc khắc nghiệt của càng

+ Chiều dàI các lỗ cơ bản nên chọn bằng nhau và các mặt đầu của chúng thuộc hai mặt phẳng song song với nhau là tốt nhất

+ Kết cấu của càng nên chọn đối xứng qua mặt phẳng nào đó Đối với càng gạt các lỗ vuông góc cần phảI thuận lợi cho việc gia công lỗ

+ Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc gia công nhiều chi tiết cùng một lúc

+ Kết cấu của càng phải thuận lợi cho việc chọn chuẩn thô và chuẩn tinh thống nhất

Với càng C1 , nguyên công đầu tiên gia công hai mặt đầu cùng một lúc để

đảm bảo độ song song của 2 mặt đầu và để làm chuẩn cho các nguyên công sau (gia công hai lỗ chính ) nên chọn chuẩn thô là hai mặt thân càng không gia công Với nguyên công này ta sẽ định vị chi tiết trên hai khối V và một mặt đầu của phôi Khi đó ta sẽ tạo đợc các mặt chuẩn vững chắc để gia công mặt chuẩn bên kia (nguyên công 1 và 2)

Sau khi đã gia công hoàn thành các mặt đầu ta sẽ dùng một mặt đầu kết hợp với hai mặt bên để làm chuẩn gia công các lỗ cơ bản (nguyên công 3,4,5,6 )

Công việc tiếp theo là ta dung các lỗ cơ bản và các mặt đầu đã đợc gia công

để làm chuẩn gia công các mặt còn lại (nguyên công 7 và 8)

Nguyên công cuối cùng là thực hiện kiểm tra các yêu cầu công nghệ của chi tiết gia công (nguyên công 9)

Trong nguyên công 1,2,3, Khi định vị chi tiết bằng khối V sai số định vị đợc xác

định bằng sự dịch chuyển tâm của lỗ sdo với mặt tròn ngoài Do vậy ở đây ta có thể dùng khối V tự định tâm

3 Thiết kế đồ gá cho nguyên công 5 : Khoét lỗ  42  0,25

3.1 Phân tích:

để gia công lỗ 420,25 ta cần phải gia công làm ba bớc: khoét , doa thô, doa tinh Do vậy ta chỉ cần tính và thiết kế đồ gá cho bớc khoét là đủ

Lập sơ đồ gá đặt: Gia công lỗ 420,25 cần đảm bảo độ đồng tâm tơng đối giữa hình trụ trong và hình tròn ngoàI của phôI và độ vuông góc của tâm lỗ

và mặt đầu đồng thời cần đảm bảo khoảng cách tâm của hai lỗ A = 1070.1

bởi vậy ta định vị nhờ một phiến tì hạn chế 3 bậc tự do định vị vào mặt đầu, một chốt trụ ngắn định vị vào lỗ 16 hạn chế hai bậc tự do tịnh tiến và một chốt trám định vị vào lỗ 16 vừa gia công ở nguyên công trớc hạn chế 1 bậc

tự do chống xoay

Chọn máy: Máy khoan đứng 216A có đờng kính mũi khoan lớn nhất khi

khoan thép có độ bền trung bình max = 75mm Công suất của máy Nm =

13 kW

Chọn dao: Mũi Khoét có lắp mảnh hợp kim cứng, Mũi Doa bằng thép gió

( Tra theo bảng 4-47, 4-49 Sổ tay Công nghệ Chế Tạo Máy tập 1):

Chế độ cắt:

 chế độ cắt bớc 1 : khoét thô lỗ 40,5

+ Chiều sâu cắt t = 1,3 mm

+ Lợng chạy dao S =1,6 mm/vòng ( Bảng 5-26, sổ tay CNCTM )

+ Tốc độ cắt V đợc tính theo công thức

y x m

q v

K S t T

D C

.

Trong đó :-Các hệ số và số mũ tra bảng 5-29 SổTayCNCTM II

Cv = 105; q=0,4 ; m=0,4 ; y=0,45 , x = 0,15

Tuổi thọ của mũi khoét gắn hợp km cứng T =50 phút ( Bảng 5-30, sổ

tay CNCTM )

Hệ số K v = K MV k UV K LV

K LV =

nv

HB









 190 Bảng 5-1 Sổ tay CNCTM II

HB = 190  K MV = 1

K UV = 1 , Bảng 5-6 Sổ tay CNCTM II

K LV = 1 , Bảng 5-31 Sổ tay CNCTM II

 K LV = 1

6 , 1 3 , 1 60

5 , 40 105

4 , 0 15 , 0 4 , 0

2 , 0

 V = 34m/ph

n =

D

V

.

,

.

14

3

1000

34 1000

= 268 vòng/phút

 Bớc 2 : doa thô lỗ 41,8

+ Chiều sâu cắt t = 0,3 mm

+ Lợng chạy dao S =3,8 mm/vòng ( Bảng 5-27, sổ tay CNCTM ) + Tốc độ cắt V đợc tính theo công thức

y x m

q v

K S t T

D C

.

Trong đó :-Các hệ số và số mũ tra bảng 5-29 SổTayCNCTM II

Cv = 15,6 ; q=0,2 ; m=0,3 ; y=0,5 , x = 0,1

Tuổi thọ của mũi doa thép gió P18 T =180 phút ( Bảng 5-30, sổ tay CNCTM )

Hệ số K v = K MV k UV K LV

K LV =

nv

HB









 190 Bảng 5-1 Sổ tay CNCTM II

HB = 190  K MV = 1

K UV = 1 , Bảng 5-6 Sổ tay CNCTM II

K LV = 1 , Bảng 5-31 Sổ tay CNCTM II

 K LV = 1

8 , 3 3 , 0 180

8 , 41 6 , 15

5 , 0 1 , 0 3 , 0

2 , 0

n =

D

V

,

14 3

1000

01 , 4 1000

= 30 vòng/phút

 bớc 3 : Doa tinh lỗ 40

+ Chiều sâu cắt t = 0,15 mm

+ Lợng chạy dao S =3,8 mm/vòng Hệ số điều chỉnh Kos = 0,8 ( Bảng 5-27, sổ tay CNCTM )  S = 3,4.0,8 = 3,04

+ Tốc độ cắt V đợc tính theo công thức

V =

v y x m

q v

K S t T

D C

Trong đó :-Các hệ số và số mũ tra bảng 5-29 SổTayCNCTM II

Cv = 15,6 ; q=0,2 ; m=0,3 ; y=0,5 , x = 0,1

Tuổi thọ của mũi doa thép gió P18 T =180 phút ( Bảng 5-30, sổ tay

CNCTM )

Hệ số K v = K MV k UV K LV

K LV =

nv

HB









 190 Bảng 5-1 Sổ tay CNCTM II

HB = 190  K MV = 1

K UV = 1 , Bảng 5-6 Sổ tay CNCTM II

K LV = 1 , Bảng 5-31 Sổ tay CNCTM II

 K LV = 1

04 , 3 15 , 0 180

42 6 , 15

5 , 0 1

, 0 3 , 0

2 , 0

V = 4,81 m/ph

 n =

D

V

,

14

3

1000

81 , 4 1000

= 36vòng/phút

3.2 lập sơ đồ tính lực:

a Sơ đồ tính lực

Khi khoét mũi khoét tác dụng vào phôi một mô men khoét Mx và một lực

Po hớng từ trên xuống Để chống lại ảnh hởng của mô men khoét tới yêu cầu gia công ta phải cân bằng mô men khoét bằng cách tạo ra một mô men ma sát Để có mô men ma sát ta phải tạo ra một lực có chiều hớng từ trên xuống.Nh vậy trọng lực và lực cắt P0 đóng vai trò là một lực kep Tuy vậy trọnh lợng chi tiết là không đáng kể do vậy ở đây ta chỉ tính lực kẹp do lực cắt P0 và lực kẹp chặt W do cơ cấu kẹp chặt sinh ra

Sơ đồ tính lực :

Po Mx

W

W

b TÝnh lùc c¾t:

Nh ph©n tÝch ë trªn lùc c¾t bao gåm : M« men xo¾n Mx vµ lùc chiÒu trôc P0 Theo sæ tay c«ng nghÖ chÕ t¹o m¸y ta cã:

+ m« men khoÐt vµ lùc c¾t khi khoÐt:

Mk = 10 CM Dq tx Sy kp ;

P0 = 10 CP Dq tx Sy kp ; Theo b¶ng 5-9 sæ tay CNCTM ta cã kp=0,6 Theo b¶ng 5-32 sæ tay CNCTM : víi vËt liÖu ph«i lµ Gang x¸m

GX15-32 vµ vËt liÖu dao lµ hîp kim cøng cã :

- hÖ sè cho MK:

CM=0,196; q = 0,85; x =0,8; y= 0,7; kp=0,6

 Mk =10 0,196 41,50,85 0,250,8 0,120,7 0,6 = 2,09N.m

- HÖ sè cho P0:

CP =46; q = 0; x=1 ;y=0,4

 P0 =10 46 41,50 0,251 0,120,4 0,6 =29,55N

c TÝnh lùc kÑp :

§iÒu kiÖn c©n b»ng:

Mms = Mx

§Ó t¨ng tÝnh chÊt an toµn khi kÑp chÆt ta thªm hÑ sè an toµn K

 Mms  K.Mx

+ Với sơ đồ tính lực kẹp nh hình vẽ ta có:

Mms = 2 Fms L

Fms =(W+P0) f

 Mms = 2 (W+P0) f L

Trong đó f là hệ số ma sát

Với mỏ kẹp có khía nhám f =0,45

L: khoảng cách tay đòn; L=107mm

 2 (W+P0) f L  Mx

 W  K2..f Mx.L - P0

K: là hệ số an toàn,đợc tính nh sau :

K = Ko.K1 K2 K3 K4 K5 K6

Ko:là hệ số an toàn trong mọi trờng hợp , lấy Ko=1,5

K1:là hệ số kể đến lợng d không đều ,khi khoét lấy K2=1,2

K2:là hệ số kể đến dao cùn làm tăng lực cắt ,lấy K2=1,5

K3:là hệ số kể đến lực cắt không liên tục , lấy K3=1

K4:là hệ số kể đến nguồn sinh lực , kẹp chặt bằng tay lấy K4=1,3

K5:là hệ số kể đến vị trí tay quay khi kẹp , lấy K5=1,2

K6:là hệ số kể đến tính chất tiếp xúc , lấy K6=1

 K = 1,5 1,2 1,5 1 1,3 1,2 1 = 4,212

 W  (1000 24.,0212,45..2107,09 -

2

55 , 29

) = 6,09 N

d Chọn cơ cấu kẹp:

Cơ cấu kẹp chặt phải thoả mãn các yêu cầu : khi kẹp phải giữ đúng vị trí phôi lực kẹp tạo ra phải đủ ,không làm biến dạng phôi , kết cấu nhỏ gọn ,thao tác thuận lợi và an toàn

Kẹp chặt: Dùng cơ cấu kẹp đơn giản, kẹp chặt bằng mối ghép ren, lực kẹp

hớngtừ trên xuống thông qua mỏ kep

la lb

Từ sơ đồ cơ cấu kẹp ta có phơng trình cân bằnglực:

W.(la+lb) = Q lb  Q =

lb

lb la

W.(  )

Trong đó : la=33mm; lb=30mm

 Q =

30

) 30 33 (

09 ,

12,789 (N)

e Cơ cấu dẫn hớng và các cơ cấu khác:

* Cơ cấu dẫn hớng

Với đồ gá khoan , khoét , doa thì cơ cấu dẫn hớng là một bộ phận quan trọng ,nó xác định trực tiếp vị trí của mũi khoan và tăng độ cứng vững của dụng cụ trong quá trình gia công

Cơ cấu dẫn hớng đợc dùng là phiến dẫn cố định , bạc dẫn đợc chọn là loại bạc thay nhanh, bạc cố định cho bạc thay nhanh

* Các cơ cấu khác

Cơ cấu kẹp chặt đồ gá lên bàn máy là Bulông và đai ốc

Thân đồ gá đợc chọn theo kết cấu nh bản vẽ lắp , thân đợc chế tạo bằng gang

3.3 xác định sai số đồ gá:

Sai số chế tạo đồ gá cho phép theo yêu cầu của nguyên công để quy định

điều kiện kĩ thuật chế tạo và lắp ráp đồ gá

Nh vậy ta có:

+Sai số gá đặt cho phép :

  





































2

1 5

1

2 2 2 2 2

gd ctlr ld m k c gd

Suy ra :  2 2 2 2 2

c ld m k gd

Trong đó

k: là sai số do kẹp chặt phôi , trong trờng hợp này lực kẹp vuông góc với phơng kích thớc thực hiện do đó k= 0

m: là sai số do mòn đồ gá,ta có m=  N

với N là số chi tiết gia công ; chọn N = 5000 chi tiết

 m=  N =0,03 5000=2,12m

lđ: là sai số do lắp đặt đồ gá , lấy lđ= 10 m

c : là sai số chuẩn do định vị chi tiết gia công

với sơ định vị nh đã chọn (hìn vẽ):

ta có sai số chuẩn c = max= ES – CTM8K43 ei

Với ES: sai lệch trên của lỗ ;

với lỗ 160,013 ta có ES=0,013mm =13m ei: sai lệch dới của chốt ; theo sổ tay CNCTM ta có kích thớc của chốt

là 16f7

 es = -32m ; ei = -50m  c = max=13 – CTM8K43 (- 50 ) = 63m

gđ: là sai số gá đặt, theo bảng 7-3 sổ tay & atlat đồ gá ta có gđ=70m vậy  2 2 2 2 2 70 2 2 , 12 2 10 2 63 2 28 , 7



















4. Yêu cầu kỹ thuật của đồ gá:

+ Các kích thớc nhận đợc bằng phơng pháp cắo hơi hoặc bằng kéo có độ chính xác cấp 9

+ Các kích thớc của các chi tiết sau gia công tinh có độ chính xác cấp 7 + Tất cả các kích thớc tự do khác có độ chính xác cấp 5

+Thân đồ gá phải đợc ủ để khử ứng suất

+ Kiểm tra các kích thớc chuẩn: khoản cách tâm bạc dẫn, kích thớc của cơ cấu kẹp, kiểm tra các chế đọ lắp ghép của chi tiết, đặc biệt là các kích thớc thay đổi của đồ gá

+ Đồ gá đợc sơn bằng sơn dầu có màu ghi

+ Đóng nhãn mác của nơi chế tạo

tài liệu tham khảo

1- Đồ gá cơ khí hoá và tự động hoá Pgs-Pts– CTM8K43 Lê Văn Tiến – CTM8K431999

2- Sổ tay &Atlas Đồ gá Pgs-Pts - Trần Văn Địch – CTM8K432000

3- Sổ tay công nghệ chế tạo máy

Pgs-Pts - Trần Văn Địch vàPgs-Pts Nguyễn Đắc lộc – CTM8K432000

4- Thiết kế đồ án công nghệ chế tạo máy Pgs-Pts - Trần Văn Địch – CTM8K431999

5- Máy cắt kim loại – CTM8K43Nguễn Thé Lỡng

6- Cơ sở máy công cụ

7- Dung sai – CTM8K43Ninh Đức Tốn -2000